CN204870453U - 车用全变频式空调模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用全变频式空调模块。本实用新型为顶置式车用空调，包括压缩机单元、热交换单元、控制单元，压缩机单元设置在空调的前部正中间位置，包括气液分离器(1)、四通换向阀(2)、压缩机(3)、电子膨胀阀(4)、干燥过滤器(5)、油气分离器(6)；热交换单元设置于空调中部中间位置，包括冷凝器(7)、冷凝风机(8)、蒸发器(9)、蒸发风机(10)；控制单元设置于空调的尾部，包括控制箱(11)、PLC控制中心(12)、冷凝风机变频器(13)、蒸发风机变频器(14)、压缩机变频器(15)。本实用新型用于汽车空调领域。

Description

车用全变频式空调模块

技术领域

本实用新型涉及汽车空调领域，尤其是涉及一种安装于新能源电动公交车或电动大巴车车顶的可全变频的空调模块。

背景技术

随着新能源大巴车的不断发展，新能源车中的电动空调成为了新能源的车不可缺少的一部分，其地位越来越被关注。现在市场对新能源车空调的稳定性与节能提出了更高要求，而现有的新能源大巴车车用空调主要是采用电动驱动的方式，装置多为顶置式结构，其电控部分与管路部分设置有交错，不便与安装与检修。同时空调的压缩机、蒸发风机、冷凝风机没能实现全变频，耗能依旧偏高，对新能源车的行驶里程有着负面影响。

综上所述，现有的新能源车用空调存在以下几点不足：

(1)空调的电控部分与气路部分没能做到电气分离结构，造成生产安装与检修不便，同时存在稳定性差，安全系数差。

(2)空调压缩机、蒸发风机、冷凝风机没能实现全变频，同时变频系统稳定性较差，能效低，直接影响就是对新能源车的行驶里程有了限制。

(3)不合理的系统布置，造成设计的空调体积较大，整体重量增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种将空调模块中的部件单元化设置，以使空调整体结构紧凑、体积小、重量轻并且电、气分离的车用全变频式空调模块，进而能延长电动汽车的续驶里程。

本实用新型的技术方案是：本实用新型为顶置式车用空调，包括压缩机单元、热交换单元、控制单元，所述压缩机单元设置在空调的前部正中间位置，包括气液分离器、四通换向阀、压缩机、电子膨胀阀、干燥过滤器、油气分离器；所述热交换单元设置于空调中部中间位置，包括冷凝器、冷凝风机、蒸发器、蒸发风机；所述控制单元设置于空调的尾部，包括控制箱、PLC控制中心、冷凝风机变频器、蒸发风机变频器、压缩机变频器，所述控制单元通过一根高压线与电动汽车主电源连接、通过一根控制线缆与车内的空调操纵器连接；所述压缩机的前端经排气管、所述油气分离器与所述四通换向阀导通，所述压缩机的后端经回气管、所述气液分离器与所述四通换向阀导通，所述四通换向阀分别与所述冷凝器和所述蒸发器连接，所述冷凝器通过所述干燥过滤器和所述电子膨胀阀与所述蒸发器连接，全部管道采用焊接方式连接，无外接管。

在所述热交换单元中，所述冷凝器设置于空调中部横向的大致中央，所述冷凝风机以上下叠放方式设置于所述冷凝器上方；两台所述蒸发器并联设置于所述冷凝器的两外侧，所述蒸发器外侧设置所述蒸发风机。

所述冷凝风机变频器与所述冷凝风机电连接可对所述冷凝风机的进行变频控制，所述蒸发风机变频器与所述蒸发风机电连接可对所述蒸发风机进行变频控制，所述压缩机变频器与所述变频压缩机电连接可对所述压缩机变频器进行变频控制，所述PLC控制中心分别与所述冷凝风机变频器、所述蒸发风机变频器、所述压缩机变频器及所述电子膨胀阀电连接。

所述控制箱是一个整体箱，所述PLC控制中心、所述冷凝风机变频器、所述蒸发风机变频器、所述压缩机变频器均设置于所述控制箱中，所述控制箱可整体单独拆装。

本实用新型的有益效果是：本实用新型整体采用单元化设计，其中压缩机单元设置在空调的前部正中间位置，所述热交换单元设置于空调中部中间所述控制单元设置于空调的尾部，不仅结构紧凑、占用空间小，而且气路、电路分离，可使生产安装及检修都很方便；管道采用焊接连接，泄露率低；控制单元采用PLC控制模式，使得空调系统更简洁、更稳定；热交换单元中的冷凝器设置于空调中部横向的大致中央，冷凝风机以上下叠放方式设置于冷凝器上方，形成独立冷凝器系统；两台蒸发器以对称方式并联设置于冷凝器两外侧，蒸发风机也以对称方式并联设置于蒸发器外侧，形成独立蒸发器系统，使得空调整体结构更加紧凑，以减小体积、减轻重量，进而延长电动汽车的续驶里程；本实用新型冷凝风机变频器可对冷凝风机进行变频控制，蒸发风机变频器可对蒸发风机进行变频控制，压缩机变频器可对压缩机进行变频控制，从而使得空调整体实现全变频控制策略。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接框架图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的运行时的PLC控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作具体详述。

本实用新型的示意性附图及实施例旨在用于解释本实用新型，并不构成本实用新型的不当限定。

如图1、图2所示，本实用新型为顶置式车用空调，包括压缩机单元、热交换单元、控制单元。

压缩机单元设置在空调的前部正中间位置，包括气液分离器1、四通换向阀2、压缩机3、电子膨胀阀4、干燥过滤器5、油气分离器6。热交换单元设置于空调中部中间位置，包括冷凝器7、冷凝风机8、蒸发器9、蒸发风机10。控制单元设置于空调的尾部，包括控制箱11、PLC控制中心12、冷凝风机变频器13、蒸发风机变频器14、压缩机变频器15。

压缩机3的前端经排气管、油气分离器6与四通换向阀2导通，压缩机3的后端经回气管、气液分离器1与四通换向阀2导通，四通换向阀2分别与冷凝器7和蒸发器9连接，冷凝器7通过干燥过滤器5和电子膨胀阀4与蒸发器9连接，全部管道采用焊接方式连接，无外接管。采用的四通换向阀2，其可实现热泵制热，也在热泵状态下变换流向实现除霜。

冷凝器7采用一台翅片式结构的散热器，设置于空调中部横向的中央，冷凝风机8采用三个无刷交流风机，以上下叠放方式设置于冷凝器7上方直接与冷凝器7进行热交换，两台翅片式风冷结构散热器构成的蒸发器9并联设置于冷凝器5的两外侧，蒸发器9外侧设置一拖二离心式蒸发风机10，车厢内的热风，通过回风口，经过蒸发器9冷却，再同蒸发风机10直接把冷风吹进车厢，车外的冷气流从进风口进入冷凝器7的底部变热，再由冷凝风机8抽出来。

控制箱11是一个整体箱，PLC控制中心12、冷凝风机变频器13、蒸发风机变频器14、压缩机变频器15均设置于控制箱11中，控制箱11可整体单独拆装。冷凝风机变频器13与冷凝风机8电连接可对冷凝风机8的进行变频控制，蒸发风机变频器14与蒸发风机10电连接可对蒸发风机10进行变频控制，压缩机变频器15与变频压缩机3电连接可对压缩机变频器15进行变频控制，PLC控制中心12分别与冷凝风机变频器13、蒸发风机变频器14、压缩机变频器15及电子膨胀阀(4)电连接，三个变频器提供三种不同点的动力要求，PLC控制中心12通过一根高压线与电动汽车主电源连接、通过一根控制线缆与车内的空调操纵器连接。

本实用新型技术较佳方案，空调的控制器运用PLC控制器。空调控制面板传递信息到PLC控制中心12，通过PLC控制中心12对冷凝风机变频器13、蒸发风机变频器14、压缩机变频器15、电子膨胀阀4进行控制，确保空调在最佳的工况下运行，实现全变频的高度节能。其中PLC控制中心12对压缩机变频器15进行控制，输出频率范围为30～90Hz，PLC控制中心12对冷凝风机变频器13进行控制，输出高、中、低三个档位的频率，PLC控制中心12对蒸发风机变频器14进行控制，输出高、中、低三个档位的频率。

如图3所示，本实用新型通过PLC控制中心12可实现对空调装置开机或停机、制冷或制热、送风模式、风量大小、温度设定等控制。其操作过程大致为：操控者通过车内操纵器面板将设置的指令发送至PLC控制中心12，PLC控制中心12对指令进行分辨和处理，指挥空调装置中的冷凝风机变频器13、蒸发风机变频器14、压缩机变频器15进入相应的运行；当有故障出现时，PLC控制中心12将发送故障代码至操纵器显示屏进行提示。

本实用新型采用更加合理的单元化设计模式，设置有压缩机单元、热交换单元、控制单元。冷凝器与蒸发器采用并排放置，从而使得空调模块的整体尺寸大大缩小(针对12米长新能源车，空调模块的尺寸为2700mm(长)X1900mm(宽)X240mm(高)，整体重量265kg。)。在整体控制上采用长寿命、高度稳定性PLC控制模式，使用变频技术对压缩机、冷凝器风机、蒸发器风机进行变频控制，实现全变频的目的，从而保证空调模块达到高度节能、高度可靠的效果。

Claims (4)

1.一种车用全变频式空调模块，为顶置式车用空调，其特征在于：它包括压缩机单元、热交换单元、控制单元，所述压缩机单元设置在空调的前部正中间位置，包括气液分离器(1)、四通换向阀(2)、压缩机(3)、电子膨胀阀(4)、干燥过滤器(5)、油气分离器(6)；所述热交换单元设置于空调中部中间位置，包括冷凝器(7)、冷凝风机(8)、蒸发器(9)、蒸发风机(10)；所述控制单元设置于空调的尾部，包括控制箱(11)、PLC控制中心(12)、冷凝风机变频器(13)、蒸发风机变频器(14)、压缩机变频器(15)，所述控制单元通过一根高压线与电动汽车主电源连接、通过一根控制线缆与车内的空调操纵器连接；所述压缩机(3)的前端经排气管、所述油气分离器(6)与所述四通换向阀(2)导通，所述压缩机(3)的后端经回气管、所述气液分离器(1)与所述四通换向阀(2)导通，所述四通换向阀(2)分别与所述冷凝器(7)和所述蒸发器(9)连接，所述冷凝器(7)通过所述干燥过滤器(5)和所述电子膨胀阀(4)与所述蒸发器(9)连接，全部管道采用焊接方式连接，无外接管。

2.根据权利要求1所述的车用全变频式空调模块，其特征在于：在所述热交换单元中，所述冷凝器(7)设置于空调中部横向的大致中央，所述冷凝风机(8)以上下叠放方式设置于所述冷凝器(7)上方；两台所述蒸发器(9)并联设置于所述冷凝器(5)的两外侧，所述蒸发器(9)外侧设置所述蒸发风机(10)。

3.根据权利要求1或2所述的车用全变频式空调模块，其特征在于：所述冷凝风机变频器(13)与所述冷凝风机(8)电连接可对所述冷凝风机(8)进行变频控制，所述蒸发风机变频器(14)与所述蒸发风机(10)电连接可对所述蒸发风机(10)进行变频控制，所述压缩机变频器(15)与所述变频压缩机(3)电连接可对所述压缩机变频器(15)进行变频控制，所述PLC控制中心(12)分别与所述冷凝风机变频器(13)、所述蒸发风机变频器(14)、所述压缩机变频器(15)及所述电子膨胀阀(4)电连接。

4.根据权利要求3所述的车用全变频式空调模块，其特征在于：所述控制箱(11)是一个整体箱，所述PLC控制中心(12)、所述冷凝风机变频器(13)、所述蒸发风机变频器(14)、所述压缩机变频器(15)均设置于所述控制箱(11)中，所述控制箱(11)可整体单独拆装。